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8051U全球大学计划实验箱,大国风范 !

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发表于 2024-6-29 17:46:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
STC8051U全球大学计划实验箱复刻 - 嘉立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)

51 艺术人生大国工匠
8051U-完整数据手册-20240712
深圳国芯人工智能有限公司-产品_STC8051U系列 (stcai.com)
截图202406291806382452.jpg
8051U全球大学计划实验箱大国风范
用 8051U-PDIP40, LQFP44, LQFP48
点亮 i8080-TFT, QSPI-TFT, SPI-TFT, 点灯

追风剑-II@8051USB 实验箱极致音频示波器,波形发生器
管脚兼容天王级别的: 89C52RC, 12C5A60S2
兼容 8位8051,  可以用 Keil C51/IAR/SDCC 编译器
===AI-ISP 烧录时,指定 8051U-8Bit
兼容
32位8051,可以用 Keil C251 编译器,双核兼容设计

===AI-ISP 烧录时,指定 8051U-32Bit
34K SRAM(2K edata, 32K xdata), 64K Flash

DMA支持PWM, DMA支持外设直接到外设, P2P

135MHz-PWM支持硬件移相,16位PWM; 真12位ADC
USB, I2S, QSPI, 4组串口,I2C, SPI
LQFP48/LQFP44,PDIP40 封装已到位
TFPU32:【硬件三角函数/反三角函数,硬件浮点运算器】
不用的PSEN 改成 USB-3.3V-LDO-UCAP, 外挂 0.1uF电容
不用USB, 不用 USB直接下载/USB仿真,可不挂这个电容

正面  绿色带丝印 带3D:
2.4  UNO MEGA3 TFT兼容显示:
截图202406291753011555.jpg

LCD12864 兼容显示:
截图202406291754022010.jpg

LCD1602 兼容显示:
截图202406291754311207.jpg

反面  绿色带丝印 带3D:
截图202406291755448883.jpg

正面  绿色带丝印无3D:
截图202406291757119155.jpg

反面  绿色带丝印无3D:
截图202406291758127828.jpg

鸟瞰
截图202406291750024093.jpg
截图202406291749069598.jpg
完整原理图见本楼附件的PDF

附件有另外一个风格的参考布局的不一致旧 PCB
截图202407211103063865.jpg

实验箱STC8051U-SCH1-20240712.pdf

284.91 KB, 下载次数: 263

实验箱STC8051U-SCH2-20240712.pdf

224.13 KB, 下载次数: 262

实验箱STC8051U-V1.1.Bom

8.13 KB, 下载次数: 258

实验箱STC8051U-PCB-20240712-18.pdf

994.95 KB, 下载次数: 255

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发表于 2024-6-30 19:19:19 | 显示全部楼层
STC8051U全球大学计划实验箱,V1.6版本,
相关资料在这里共享给大家,并跟大家汇报一下实验箱的当前进度:
目前V1.6版本的PCB实物渲染见图:

截图202406301818285442.jpg
大家可能对修订内容更关心,先进行描述,具体的原理图会在其后方附上:

1.6.01      边框修正为标准166.0 mm x 99.4 mm,四角安装孔直径为3.5 mm
截图202406301830185402.jpg

1.6.02      修改LCD12864器件兼容原STC教学视频用实物,并将对应位置和方向修正
(参考图)

1.6.03      修改LCD1602器件兼容原STC教学视频用实物

1.6.04      修订2.4寸TFT器件兼容原STC教学视频用实物,
并建立私有封装,已共享到EDA平台,同步更新原理图

1.6.05      增加兼容0.91寸IIC总线屏幕支持
截图202406301835338710.jpg

1.6.06      增加兼容8PIN屏幕OLED/IPS/TFT支持,同步
增加硬件控制CS、BLK的引脚,使得P1.1和P5.0可以释放使用
截图202406301836332358.jpg
(实际上BLK引脚是用高低电平控制,高电平则打开背光(默认),低电平则关闭背光)
(CS引脚用高低电平控制,高电平时释放片选,低电平时片选该器件)


1.6.07      增加 DS18B20 一线制单总线, 挂载多器件的实验硬件基础
截图202406301839397928.jpg
截图202406301839578757.jpg

1.6.08      
增加DHT11,也是类似DS18B20的一线制单总线实验,
与DS18B20并总线,但通过硬件电阻区分选择
截图202406301841129850.jpg

1.6.09      
修复Type-C_J20单独插入时,无法给STC8051U供电的问题
截图202406301842153727.jpg (这里应用了二极管优先导通的原理,因为有压降考虑,优选取1A~3A参数以保证后端负载不拉扯过多电流)

1.6.10      修订4位数码管器件编号C132660
截图202406301844051357.jpg (之前是盲选的器件,这次是从论坛友中看到的实物,进行更新)

1.6.11      修订红外接收管器件编号C16216,考虑波长和驱动频率(参考了教学视频和示例程序)

1.6.12      改NTC部分,兼容支持PTC、光敏电阻等同类型电阻变化类传感器,通过硬件电阻区分选择

1.6.13      修BAT电池器件编号C5365933,涉及成本和3D渲染显示

1.6.14      KEY器件编号C118141,涉及成本和3D渲染显示

1.6.15      修订了2.4寸TFT封装,完全符合实物尺寸

1.6.16      修改Q4错误,V1.1版本中,Q4选取错误

1.6.17      增加MCU CORE部分,使得可以快速测试PIN或者替换应用
截图202406301848552405.jpg

1.6.18      修订原理图中晶振接脚网络错误

截图202406301849391991.jpg (V1.0)
截图202406301849512702.jpg (V1.6)

1.6.19      修订SRAM封装,IS62C256AL,焊盘增长使得兼容窄/宽芯片

1.6.20      修订74HC573封装,兼容208mil,兼容300mil,焊盘增长使得兼容窄/宽芯片
截图202406301851119918.jpg

1.6.21      修订LCD12864 VDD(PIN2)引脚,可选5V/3V3供电

1.6.22      修订LCD12864 PSB引脚,硬件可选高低电平,使得串行/并行可选
截图202406301854025898.jpg

1.6.23      修订拨动开关引脚C2875122,C500055,涉及成本和3D渲染显示

1.6.24      修复C58,按原理图封装选C1206,并在PCB标注耐压值(250V)
截图202406301855206684.jpg

1.6.25      修订S6方向,涉及layout走线难度

1.6.26      修订w1接脚,涉及layout走线难度

1.6.27      增加U11所属的滤波电容,笔者因为layout
使得U10,U11电源分开,需要分别设立滤波电容
截图202406301857157563.jpg

1.6.28      修改丝印部分遮挡问题

1.6.29      设计拨动开关/轻触开关的丝印,
方便实验箱使用者进行相关实验操作
截图202406301858536680.jpg

截图202406301859039951.jpg


接下来是V1.6版本的完整原理图展现,
跟大家汇报一下原理图上具体的改动
方便大家共同学习和辩证:
主控芯片 STC8051U 的 USB下载/仿真 电路
USB供电,USB下载,USB仿真电路
USB-TypeC, USB-TypeA,
普通4芯插座,下载仿真接口,
USB双串口芯片 STC8H2K12U 2CDC+HID-SOP16
STC8051U的串口2/串口3,可以通过USB双串口
电脑端的串口助手通信
截图202406301904412146.jpg

截图202406301955576650.jpg
串口2通信指示和硬件控制使能

主控芯片 STC8051U
MCU core 排针拓展
截图202406301905239598.jpg
RTC实时时钟-外部32.768k晶振
手动复位-低电平复位

RS-485通信跟外部通信
截图202406301956152515.jpg


比较器掉电检测蜂鸣器跑马灯
截图202406301906486911.jpg

独立按键行列式扫描按键,1路ADC检测16个按键

截图202406301909435915.jpg

SPI 扩展74HC595, 驱动 8个8段数码管

截图202406301910054563.jpg

QSPI/SPI 串行FLASH, I2C-EEPROM

截图202406301910236820.jpg

外部并行总线扩展,微机原理要讲并行总线扩展
截图202406301910458985.jpg

OLED12864, SPI/I2C接口都支持,带BLK引脚的也支持。CS和BLK引脚支持硬件控制
截图202406301911567146.jpg

i8080接口,M6800接口,扩展
TFT彩屏,LCD12864, LCD1602

LCD12864, 工作电压 和 背光都可以用电阻跳线选择5V/3.3V

截图202406301913349149.jpg


I2S 音频电路,USB 声卡

截图202406301914412151.jpg

TF卡插座

截图202406301915035984.jpg

示波器波形发生器 负电压产生电路
截图202406301917287176.jpg


所描述的所有资料都可以在下方下载文件:
STC8051U_PlanBox_V1_6修订说明.pdf:V1.6版本相较于V1.0版本做了什么改动,贡献或提出者,都会在其中阐明。

STC8051U_PlanBox_Schematic_V1.6_2024-06-30.pdf:V1.6版本原理图,使用嘉立创EDA绘制

STC8051U_PlanBox_BOM_V1.6_2024-06-30.xlsx:V1.6版本BOM表,含有元器件封装信息

其他文件都会实时开源到嘉立创EDA开源硬件平台中,可能要等审核通过大家才能下载PCB、SCH等EDA源文件,或者后续有需求,笔者这边会直接共享到本贴中
https://oshwhub.com/l64481000/new-project_2024-06-17_1000





















截图202406301832168833.jpg

STC8051U_PlanBox_V1_6修订说明.pdf

487.14 KB, 下载次数: 463

STC8051U_PlanBox_Schematic_V1.6_2024-06-30.pdf

1.26 MB, 下载次数: 473

STC8051U_PlanBox_BOM_V1.6_2024-06-30.xlsx

10.83 KB, 下载次数: 454

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本帖最后由 l64481000 于 2024-7-1 22:37 编辑

STC8051U全球大学计划实验箱V1.7版本!
相关资料分享给大家,并跟大家汇报一下V1.7版本的改动,
当前进度:准备打样实物验证目前V1.7版本的PCB实物渲染见图:

微信截图_20240701222419.png

修订内容如下:
1.7.01      PC1-USB+5V  取电电路优化,
截图202407012159103056.jpg (参考图) 微信截图_20240701153636.png (V1.7)


1.7.02      >0.96寸的OLED/TFT/RGB/IPS,板内支持,
微信截图_20240701213741.png (V1.7版本旋转了一下)

1.7.03      MCU的VCC和GND走线优化,滤波电容移动到更近MCU  VCC引脚的位置
微信截图_20240701213621.png 微信截图_20240701220356.png


1.7.04      丝印优化,特别是背部引脚,大部分排针引脚增加了丝印说明,
微信截图_20240701213838.png 微信截图_20240701213831.png
微信截图_20240701220601.png

1.7.05      硬件可选的部分,用跳线焊盘封装,使一目了然,
微信截图_20240701214334.png

1.7.06      AGND边缘放置缝合孔增加环导,
微信截图_20240701221036.png

1.7.07      AGND 和 GND 交界增加距离,
微信截图_20240701213727.png

1.7.08      此项计划,但未完成,调整Type-C位置
未完成原因:
若调整位置(J20和TF卡交换),则RF座子也会影响J20的正常插入
若调整位置(J3下移),则影响安装到外壳中
若调整位置(TF卡放置到背面),此项还需要考虑外壳,可行性待定

1.7.09      增加泪滴,
截图202407012218407256.jpg

1.7.10      修订原理图,可以注意到原本这里设计冗余,
截图202407012221493281.jpg (V1.6) 截图202407012220466245.jpg (V1.7)

接下来是V1.7版的外观展示
微信截图_20240701222432.png
微信截图_20240701222439.png
微信截图_20240701222504.png
微信截图_20240701222518.png
之后等笔者打样后,再给大家汇报进度


相同的,在下方可以下载最新的原理图和BOM表格:
其他文件也实时开源到嘉立创EDA开源硬件平台中了,但可能要等审核通过大家才能下载PCB、SCH等EDA源文件..

STC8051U_PlanBox_Schematic_V1.7_2024-07-01.pdf

1.27 MB, 下载次数: 482

STC8051U_PlanBox_BOM_V1.7_2024-07-01.xlsx

10.88 KB, 下载次数: 481

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发表于 2024-7-1 11:06:21 | 显示全部楼层
STC-ISP V6.94F 发布
截图202407011116482969.jpg
===可从本楼附件下载
Ver6.94F (2024-7-1)
  1. 修正STC15系列ISP下载时不修改硬件选项会导致下失败的问题
  2. 调整串口助手计数框大小
  3. 串口助手增加支持发送窗口设置颜色和字体大小
     (将光标定位到接收或者发送窗口,按住Ctrl键滚动鼠标
      滚轮即可调整接收或者发送窗口的字体大小)
  4. 功能选项页增加支持多行显示模式
  5. 字库工具增加是否忽略空白字符的选项
  6. 增加STC8H2K08U系列QFN20的封装图
  7. 修正ISP下载时关于频率调节不合理的提示信息
  8. 增加中断模式的HID库函数及Demo程序下载链接
  9. 增加CAN接口的用户自定义ISP范例程序下载链接
  10.修改串口号名称的显示格式(前置端口号)
  11.增加窗口始终最前端显示的功能
  12.串口绘图工具增加通道命名功能
  13.增加STC8051U系列的下载支持
     (增加STC8051U系列头文件)
     (增加STC8051U系列管脚图)
     (更新U8W和Link1D程序,支持对STC8051U系列进行脱机下载)
  14.更新Keil环境下的CDB文件
     (增加STC8051U系列)
  15.CAN助手增加增强型功能
     (可单独复制CAN帧数据或者CAN帧ID)
     (可直接获取接收区显示的数据帧填充到待发送框)
     (增加手动添加CAN帧注释功能)
     (增加导出CAN数据帧为文本文件或者csv格式的Excel文件)
     (增加多字符发送区)
     (增加帧过滤器设置)
     (增加支持发送CAN数据文件)
  16.增加HID加单串口的USB设备的制作和更新
  17.文件菜单中增加"恢复默认配置"的菜单项

截图202407011114147468.jpg



stcai-isp-v6.94F.zip

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初剑-STC8051U 实验箱 V1.0版 回来了
截图202407021537336051.jpg

截图202407021538053379.jpg

截图202407021538555022.jpg

截图202407021547408600.jpg
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发表于 2024-6-29 17:46:27 | 显示全部楼层
MCU的电源线拉出后,尽快走到 30mil;
MCU的地拉出后,尽快到100mil以上,
到系统地,越短越粗越好。

7/5, STC8051U的数据手册,出来
7/1, 先根据 STC-ISP V6.94F版中的 头文件开发
===STC8051U.h 头文件
===安装在 Keil C251 中的头文件是 STC8051U-32Bit.h 版
===安装在 Keil C51   中的头文件是 STC8051U-8Bit.h 版


STC8051U-34K64-PDIP40
截图202406291914206422.jpg

截图202406291914321251.jpg
TFPU@108M       STC8051U
                            34K64-PDIP40
                            yywwxxxx.A


STC8051U-34K64-QFP44
截图202406291915474639.jpg
STC8051U
34K64-QFP44
TFPU@108M
yywwxxxx.A


STC8051U-34K64-QFP48
截图202406291915029142.jpg
STC8051U
34K64-QFP48
TFPU@108M
yywwxxxx.A


截图202406291916159068.jpg

截图202406291917293196.jpg

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截图202406291815393933.jpg


截图202406291816401163.jpg


截图202406291817374980.jpg

截图202406291819029739.jpg

截图202406291819347367.jpg

完整原理图见顶楼附件的PDF
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截图202406291821011443.jpg
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发表于 2024-6-29 18:24:33 | 显示全部楼层
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发表于 2024-6-29 18:24:52 | 显示全部楼层
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核心板 可插到 主板的 核心板插座上去



截图202406291904496816.jpg

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发表于 2024-6-29 18:44:01 | 显示全部楼层

STC15资料里面的 电容及走线示意图

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